[发明专利]一种基于信号滤波核电系统程序的两相流耦合方法

说明书

本发明涉及两相流耦合技术领域，尤其涉及一种基于信号滤波核电系统程序的两相流耦合方法，包括S1、搭建仿真对象的热工模型；S2、将热工模型按流量边界进行拆分，将压力、气相内能等参数作为流量边界的耦合输入参数；S3、利用核电厂运行仿真平台NURES，对拆分后的热工模型进行耦合，耦合方式为两相流体耦合；S4、对两相流体耦合输出接口传递参数中的压力值进行一阶滞后滤波，得到的新压力值作为耦合输入参数。本发明在核电厂仿真平台的热工程序并行计算时，采用一阶滞后滤波处理消除耦合接口存在两相流时发生的流量震荡现象，解决仿真模型中存在两相流流量震荡带来的仿真运行和运行数据的不稳定、不合理的问题。

技术领域

本发明涉及两相流耦合技术领域，尤其涉及一种基于信号滤波核电系统程序的两相流耦合方法。

背景技术

在核工程技术研发及应用中，核电厂运行仿真平台(NURES)被用来验证核电厂控制系统和培训操作员等。一般分为仿真平台调度控制系统模型和热工模型。对于验证核电厂控制系统来说，仿真平台通过硬接线和软件通讯的方式与核电厂控制系统是实现数据交互，核电机组模型采用热工水力分析程序搭建的热工模型。热工模型由最佳估算热工水力程序搭建，以下简称为热工程序，NURES仿真平台不局限于调度最佳估算热工程序。

NURES仿真平台验证核电厂控制系统实物机柜的必备功能之一是实现仿真模型仿真时间与自然界时间保持一致，即实时运行。但是热工程序搭建的核电机组模型经常由于核电机组系统的高度复杂性，其仿真模型计算的仿真时间远大于自然界时间。针对这种实时要求无法实现的情况，可以进行热工模型的拆分耦合；对复杂的、范围大的热工模型选定合适的拆分边界，基于NURES实现多个最佳估算热工水力程序同步计算；同时，耦合接口存在两相流时，由于气相对压力波动的敏感，会产生边界流量震荡现象，造成仿真运行和运行数据的不稳定、不合理的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：基于最佳估算热工程序搭建热工模型，然后利用核电站运行仿真平台NURES对热工模型进行拆分，实现多个热工程序并行运行，多个热工程序同步计算时，耦合接口参数通过数据库传递，实现耦合运行；利用一阶滞后滤波法对两相流体耦合接口传递参数中的压力值进行处理可以有效的消除耦合接口存在两相流时发生的流量震荡现象。

本发明所采用的技术方案是：一种基于信号滤波核电系统程序的两相流耦合方法包括以下步骤：

S1、基于最佳估算热工程序，搭建仿真对象的热工模型；

热工程序为轻水堆冷却系统事故工况的瞬态行为最佳估算程序，是核电厂分析的基础之一，核电机组的热工模型基于热工水力分析程序(最佳估算热工程序)搭建；

S2、将热工模型按流量边界进行拆分，将流量边界处压力、气相内能、液相比内能、空泡份额和流量作为耦合输入参数；

热工模型拆分边界的选择，主要考虑以下几点：首先，整体模型的复杂度平均分摊给拆分开的子模型，使子模型单独运行的耗时接近，所以将存在相变过程的设备蒸汽发生器二次侧给水进口到主蒸汽管入口拆为单独的模型，拆分方式为两相流量边界；

S3、利用NURES仿真平台，对拆分后的热工模型进行耦合，耦合方式为两相流体耦合；

S4、对两相流体耦合接口传递参数中的压力值进行一阶滞后滤波处理，将滤波处理得到的新压力值参数作为耦合输入参数进行传递；

一阶滞后滤波处理采用当前时间步长的压力值与上一个计算时间步长的压力值加权得到当前的输出值，，一阶滞后滤波公式如下：

Y_n＝αX_n+(1-α)X_n-1

式中，Y_n本次滤波输出值；α滤波系数；X_n本次采样值；X_n-1上次滤波输出值；